高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定中高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的探討

駱耀仙

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高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定中高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的探討

駱耀仙

福建省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定過程中的高錳酸鉀使用溶液的配制及使用進(jìn)行探討，為分析人員快速、準(zhǔn)確地測(cè)定水樣的高錳酸鹽指數(shù)提供幫助。

高錳酸鹽指數(shù) 高錳酸鉀使用溶液 濃度 檢測(cè)范圍 二次加入

在我國(guó)，高錳酸鹽指數(shù)是表征地表水體受有機(jī)污染物和還原性無機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)。它是一個(gè)條件性相對(duì)指標(biāo)，其測(cè)定結(jié)果與反應(yīng)溶液的酸度、高錳酸鉀使用液的濃度、樣品處理過程加熱溫度、反應(yīng)時(shí)間以及滴定時(shí)間都密切相關(guān)。高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定條件對(duì)其測(cè)定值的影響，國(guó)內(nèi)許多文獻(xiàn)都做了探討[1-2]。如何快速準(zhǔn)確地測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)，需要在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)，掌握對(duì)各測(cè)定條件嚴(yán)格控制的能力。

1 高錳酸鉀使用液的準(zhǔn)確配制

依據(jù)現(xiàn)行的《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB11892-89)標(biāo)準(zhǔn)[3]，應(yīng)控制氧化劑高錳酸鉀使用溶液的摩爾濃度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）。標(biāo)準(zhǔn)中高錳酸鉀使用溶液的配制方法是：先配制濃度為0.100 mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，再稀釋10倍配制成0.010mol/L的高錳酸鉀使用溶液。

市售的高錳酸鉀試劑常含有二氧化錳和其它雜質(zhì)，如硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等，并且受蒸餾水中常含有微量還原性物質(zhì)的影響，它們可與MnO4-反應(yīng)而析出MnO(OH)2沉淀，MnO2和MnO(OH)2又能促進(jìn)高錳酸鉀溶液的分解，此外KMnO4溶液還能自行分解。因此不能一次性配制成準(zhǔn)確濃度的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。在實(shí)際工作中，常常遇到手邊有現(xiàn)成的高濃度高錳酸鉀溶液，其濃度未必是0.100 mol/L。此時(shí)只要尋找出相應(yīng)的稀釋倍數(shù)，不論高錳酸鉀儲(chǔ)備溶液的濃度是多少，我們都能通過稀釋準(zhǔn)確配置出濃度接近0.010mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀使用溶液。

首先對(duì)高錳酸鉀儲(chǔ)備溶液進(jìn)行標(biāo)定。具體標(biāo)定方法為：取10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液（1/2Na2C2O4=0.100mol/L)于250mL錐形瓶中，用水稀釋至100mL，加入5mL（1+3）硫酸，加熱至60℃～80℃，用高錳酸鉀儲(chǔ)備溶液滴定至終點(diǎn)。由高錳酸鉀儲(chǔ)備溶液的用量（V0）計(jì)算出稀釋倍數(shù)C（C=100/ V0）。然后按稀釋倍數(shù)C配制成我們所需濃度的高錳酸鉀使用液。標(biāo)定時(shí)注意酸度和溫度，應(yīng)與樣品測(cè)定的條件一致。

2 增大高錳酸鉀使用液濃度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響

增大高錳酸鉀使用液濃度，研究高錳酸鉀使用液濃度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值的影響。

分別采用0.010mol/L（方法1）、0.020mol/L (方法2)、0.050mol/L(方法3)的高錳酸鉀使用液（1/5KMnO4）作為氧化劑，分析測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)為4.25mg/L的水樣，其余各測(cè)定條件及步驟同《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB 11892-89)標(biāo)準(zhǔn)的分析方法。測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 不同濃度高錳酸鉀使用液對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值的影響

通過測(cè)定結(jié)果可以看出，使用不同濃度高錳酸鉀使用液作為氧化劑，相同水樣高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值不同。高錳酸鉀使用液濃度越大，高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值的相對(duì)誤差也越大。

高錳酸鹽指數(shù)是一個(gè)條件性相對(duì)指標(biāo)，測(cè)定過程中要嚴(yán)格控制各測(cè)定條件，包括高錳酸鉀使用液的濃度。

3 通過二次加入高錳酸鉀使用液，擴(kuò)大高錳酸鹽指數(shù)值檢測(cè)范圍

在現(xiàn)行的《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB11892-89)標(biāo)準(zhǔn)中, 高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)范圍為0.5mg/L～4.5mg/L。高錳酸鹽指數(shù)值較高的水樣需稀釋后測(cè)定。水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法中的描述“當(dāng)水樣的高錳酸鹽指數(shù)值超過10 mg/L時(shí)，則酌情分取少量試樣”并不準(zhǔn)確[4]。

在實(shí)際工作中，有時(shí)會(huì)遇到高錳酸鹽指數(shù)值較高的水樣，加入0.010mol/L（1/5KMnO4）的高錳酸鉀使用液10.00mL，加熱數(shù)分鐘后，高錳酸鉀的紫紅色才慢慢褪去。這時(shí)要重新量取適量的水樣稀釋后測(cè)定，既浪費(fèi)時(shí)間，又浪費(fèi)試劑。筆者經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以通過二次加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液，擴(kuò)大高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)范圍，快速、準(zhǔn)確地測(cè)定水樣的高錳酸鹽指數(shù)值。

具體操作步驟為：按照《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB11892-89)標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定步驟，水樣中加入5mL（1+3）硫酸，10.00mL高錳酸鉀使用液，放入水浴中加熱。注意觀察水樣，當(dāng)水樣的紫紅色慢慢轉(zhuǎn)為棕色時(shí)，再次加入10.00mL高錳酸鉀使用液，繼續(xù)加熱，并繼續(xù)計(jì)時(shí)至30min。水樣取出后趁熱加入15.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液，滴定步驟同《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》(GB11892-89)標(biāo)準(zhǔn)。高錳酸鹽指數(shù)計(jì)算公式相應(yīng)改為：高錳酸鹽指數(shù)=〔(V+20)K-15〕C×8000/100。

分析測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)為8.50mg/L（水樣1）、12.2mg/L（水樣2）的水樣，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 二次加入高錳酸鉀使用液測(cè)定高濃度水樣結(jié)果

從測(cè)定結(jié)果可以看出，高錳酸鹽指數(shù)為8.50mg/L的水樣，其測(cè)定值相對(duì)誤差在-2.1%～+3.9%；高錳酸鹽指數(shù)為12.2mg/L的水樣，其測(cè)定值相對(duì)誤差在-1.6%～-2.4%?？梢?，當(dāng)水樣的高錳酸鹽指數(shù)值較高時(shí)，在水樣紫紅色慢慢褪去時(shí)，二次加入高錳酸鉀使用液，繼續(xù)加熱至30min，可以擴(kuò)大高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)范圍。

[1] 余曉鵬，張付寶.高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響因素研究[J].內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué)，2008， 20 （3）：56-58.

[2] 卡林,朱伊君,王芹等.測(cè)試條件對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定結(jié)果的影響[J].黑龍江環(huán)境通報(bào), 2001，25（3）：71-72.

[3] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.GB11892-89，水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定.1989.

[4] 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M]. 北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.